大学物理课件[阅读材料]---赫兹简介-[福州大学...李培官]

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1、今天是2021年7月23日星期五大学物理【阅读材料】---赫兹简介福州大学至诚学院大学物理教研室李培官2021-7-23赫兹简介【阅读材料】2021-7-23【赫兹简介】赫兹(HeinrichRudolfHertz,1857～1894)3【赫兹简介】•赫兹.H．R．(HeinrichRudolfHertz1857～1894)德国物理学家。1857年2月22日生于汉堡。1894年1月1日因血中毒在波恩逝世，当时年仅36岁。赫兹在物理学上的主要贡献是发现电磁波。为了纪念他发现电磁波的卓越贡献，将频率的单位命名为赫兹，现行国际单位制(SI)仍沿用。4一.赫兹生平简介•赫兹(Heinr

2、ichRudolfHertz,1857～1894)德国物理学家。1857年2月22日生于汉堡。父亲为律师，后任参议员；家庭富有。赫兹在少年时期就表现出对实验的兴趣，12岁时便有了木工工具和工作台，以后又有了车床，常常用以制作简单的实验仪器。青少年时期，勤奋好学，在数学、物理实验等方面显示了出众的才华与能力。•1876年进入德累斯顿理工学院学习工程，但在那里只学了一个短暂时期，就去铁路军团服役一年。1877年考人慕尼黑大学，学习数理科学。5•1878年又转入柏林大学成为亥姆霍兹的学生并做研究工作。他对于理论和实验都很重视，学习比较全面。•1879年因解决亥姆霍兹提出的导体中的运动

3、电荷有无惯性质量这一问题获金质奖章而初露锋芒。1880年以《旋转导体的电磁感应》一文获博士学位，成为亥姆霍兹的助手。61883年任基尔大学物理学讲师；1885～1889年任卡尔斯鲁厄高等工业大学物理学教授；1886年开始进行使他闻名世界的关于电磁波的实验工作。1889～1894年接替克劳修斯任波恩大学物理学教授。1894年1月1日因血中毒在波恩逝世，当时年仅36岁。为了纪念他发现电磁波的卓越贡献，将频率的单位命名为赫兹，现行国际单位制(SI)仍沿用。7赫兹振子谐振器高频加速运动电荷赫兹1886年29岁的赫兹发现：当电池通过一对线圈中的一个放电时，在另一个线圈里产生火花。1888

4、年他总结出：电磁感应是以波动形式传播的，并第一次使用了“电磁波”一词。8二.赫兹的主要成就9•1885年赫兹用一种现在叫做感应圈的仪器进行实验．感应圈有初级和次级两个线圈，彼此绝缘，如果给初级线圈输入一个脉冲电流，次级线圈便有电火花发生．赫兹想到这可能是电磁共振过程．并且断定，次级线圈中的电火花，是因为初级线圈发生电磁振荡，次级线圈受到感应的结果．从1886年10月25日起赫兹集中力量对“电火花实验”进行一系列的研究．•他设计了如图1所示的一种电磁波发生器（直线型开放振荡器），这种振荡器是在两根长12英寸的铜棒上各焊一个磨光的黄铜球，另一端各安一块边长16英寸的正方形锌块，两根

5、铜棒放在同一直线上，两球之间留一空隙，将它们连到感应圈的10•次级线圈两端．当充电到一定程度间隙被火花击穿，两段金属杆连成一条导电通路，这时它相当于一个振荡偶极子，在其中激起高频的振荡（在赫兹实验中振荡频率约为108—109周）．感应圈以每秒10—102周的频率一次一次地使火花间隙充电．但是由于能量不断辐射出去而损失，每次放电后引起的高频振荡衰减很快．因此所产生的是一种间歇性的阻尼振荡（如图2）．赫兹把这装置称为“振荡偶极子”．11图1检波器高频加速赫兹振子运动电荷1213•为了探测由振荡偶极子（电磁波发生器）发射出来的电磁波，赫兹还将一根粗铜导线弯成一圆环形，在环的开口端各焊

6、上一黄铜球，两球间的距离还可以利用螺旋作微小调节，这种装置他称为“共振偶极子”，作为检波器，如果麦克斯韦电磁场理论是正确的，那么振荡偶极子产生的交变电磁场就会在空间产生新的电磁场，也就是在空间出现电磁波，在离此振荡偶极子一定距离的地方用共振偶极子检测到这种变化的电磁场，不就证明了电磁波的存在吗？赫兹沿着这条思路继续实验下去．14•他把这个检波器放到离电磁波发生器附近，按赫兹猜想，当电磁波发生器通电后，检波器铜丝圈两端的铜球上会因共振而产生电火花。•1887年的一天，赫兹给振荡偶极子输入高压脉冲电流，象往常一样，在暗室中凝视共振偶极子铜环两个小铜球之间微小的空隙．突然，空隙中迸发

7、出一个微弱的火花．他的助手高兴地喊出来：“有了，有火花了！”赫兹把铜环移到与发生器相距一定距离并适当地选择其方位时，他们看到电火花在两个铜球之间不断地跳跃．这样，赫兹在实验中初次观察到电磁振荡在空间传播．15•1887年11月5日他将这一成果总结成论文《论在绝缘体中电过程引起的感应现象》，寄给了亥姆霍兹，论文中用实验证明了麦克斯韦的电磁场理论。亥姆霍兹一口气读完了论文，非常高兴地立即写信给他的得意门生：“手稿收到。好！星期四手稿交付排印。”仅过3天，赫兹就收到了老师的这封复信。谁也没有料想到